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水母网• 2022-11-15 08:38:53 •

水母网11月15日讯YMG全媒体记者 高伟 童佳怡 实习生 丁彦汐 通讯员 孔燕 侯永杰 摄影报道这是一个世界港口圈曾只能凭想象才能勾勒出的自动化场景。


14日上午9时,实载39.1万吨巴西铁矿的“远识海”轮,停靠在山东港口烟台港40万吨级矿石码头。6台巨型橙红色卸船机敏捷地挥舞着“机械臂”,配合飞速转动的皮带和自动运转的堆取料机,将船舱里的铁矿快速传送到货物堆场。整个过程流畅、精准、全自动化操作。近40万吨铁矿石,仅需30余个小时便可装卸完毕。

倘若回到10个多月前,这种种环节都需要人工完成。事实上,让干散货码头实现自动化,一直被国际港口圈视为“难啃的硬骨头”。攻破这一技术坚冰的,正是山东港口烟台港“于新国创新工作室”团队。

在无经验、无资料、无外援的“三无条件下”,团队依靠自主研发,率先研究推出“全系统、全流程、全自动”全球首创干散货专业化码头控制技术,七年里创下多个“全球首创”。

“曾经很向往集装箱码头的自动化作业,如今,干散货自动化码头在我们手中实现了!”面对记者,山东港口烟台港矿石公司副总经理于新国的目光笃定如初。

寥寥数语,尽显自主创新的骨气和志气。习近平总书记视察烟台时强调,基础的、核心的东西是讨不来买不来的,要靠我们自力更生、自主创新来实现。党的二十大报告中提出,要加快实施创新驱动发展战略,增强自主创新能力。“于新国创新工作室”团队以创新思维引领实际行动,不达目的决不罢休,把创新发展主动权牢牢掌握在自己手中,为世界港口干散货码头自动化升级提供了全新“中国方案”,为加快海洋强市建设提供了强大创新动能。

敢拼敢叫板 

“港口无人区”实现零的突破

时间,回到8年前。

当时,全球范围内的港口升级多聚焦于集装箱码头的新建和自动化改造,对干散货专业化码头自动化技术攻关却望而却步。然而,对于长期从事大宗干散货业务的烟台港而言,搭乘港口智能化快车、提升散杂化码头的自动化和智能化建设,已迫在眉睫。

目标既定,当时已经是烟台港干散货业务操作、设备、技术、管理、自动化控制方面“行家”的于新国成为项目带头人,被寄予厚望。

这块“烫手的山芋”,接,还是不接?于新国心里没底。心怀建成“国”字标全自动化干散货码头夙愿的于新国,一咬牙,还是答应了。“那会儿好像是一股子热血上来了,一心只想着要做成!”于新国说。

很快,一个来自各领域的12人团队组建完毕。大家带着兴奋劲准备开始工作,却发现:项目基础零“样本”,无从下手。特别是与标准化的集装箱作业相比,干散货形态多样,运输船舶类型不尽相同,作业对象和作业工艺皆有较大差异。

传统,是用来被打破的。变局,常诞生于困局之中。

为尽快取得进展,于新国团队曾多次赴国内外港口寻找突破口,但屡屡无功而返。“所有曾尝试研究此技术的港口都采取了‘封锁’态度,无法看到核心的技术工艺和流程。”于新国告诉记者。

总有第一个吃螃蟹的人。既然“要、买、讨”都不成,团队成员就干脆横下一条心、憋足一口气,决心靠自己的双手和智慧创出新办法,闯出新路子,造个样本出来!

说干就干。于新国带领团队对矿石业务情况进行全面复盘后发现,从提高铁矿混配精度入手,将堆取料机的自动化升级改造,可作为干散货码头自动化“破冰”的首个突破口。

为了不影响正常生产,他们变成了穿梭于码头各个环节的“流动作战部队”,抓住一切工歇和机器“暂停”的机会,见缝插针,与机器比拼,与时间赛跑,常常在10米高的料堆上一待就是一整天。不断推翻归零,失败、重启、再失败、再重启……历时百天、2000多个小时的“鏖战”,关键核心技术终于被攻克。

时间,定格在2015年9月。于新国和团队成员们成功研创出全球首个自动化高精度混配矿控制系统。该系统通过高精度皮带秤、多机协同控制、动态补偿等多个独创技术和设备,实现货物配比实时监控、参数自动调整,烟台港铁矿混配成品铁、硅含量标准差控制在0.2%以内,达到行业一流水准。烟台港也由此成为全球首个且唯一一个能够实现四种物料自动混配的码头,率先打开了日韩混配业务的新局面

这项技术的研发成功,成为烟台港干散货码头自动化升级的“破冰锤”。

历经千次试验“出圈”

建成全球首个全自动干散货码头

历史和实践反复告诉我们,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。只有把关键核心技术掌握在自己手里,才能从根本上把主动权攥紧、握牢。

于新国和团队成员没有沉浸在成功破解干散货码头“关键帧”的喜悦中,而是加紧投入到整条作业线的技术自动化、智能化升级改造中。很快,另一个拦路虎又摆在面前:如何实现自动化卸船作业中卸货抓斗的精准控制?

“德国人90年代就想做卸船机自动化,但没成功。”于新国说。要知道,控制住一个自重20吨的抓斗和一根钢丝绳的摆动,可不是件简单的事。在没有实现自动化之前,这一过程需要卸船机司机高空悬空40米连续作业才能完成。既要解放人力,又要确保抓斗的正常运转和对堆料的正确定位,最好的办法就是给抓斗按上“眼睛”。

解决方式看似简单,攻克起来困难重重。首先就是解决抓斗的“防摇”问题,这是确保装卸安全的前提。“拿着被褥干粮上去,参数调不准咱就别下来了。”撂下这句话,于新国带着团队“常驻”卸船机,逐项数据试验,逐个角度测试,终于首创研发出抓斗智能防摇系统,将抓斗在行进过程中摆动幅度控制在5厘米范围内。

从抓斗防摇控制系统,到智能抓取点的精准度测试,从三维激光扫描技术,再到高精度三维仿真处理技术应用……凭着一股子韧劲、狠劲,团队攻破一个又一个技术难题,历经1000多次试验,将干散货码头拥有“中国大脑”的梦想,变为现实。

2021年12月22日,山东港口在烟台港向全球正式发布“全系统、全流程、全自动”全球首创干散货专业化码头控制技术。伴着一声轮船汽笛声的轰鸣,全球首个真正意义上的专业化干散货全自动码头落地投用,志在打造“世界同业标杆”。专业化干散货全自动码头,这个大“IP”从此属于中国。

数据,最有说服力。于新国创新团队研发的全球首创干散货专业化码头控制技术,创造了全球港口技术界的多个“第一”,推动作业效率实现持续提升:

——首创全球领先的卸船自动化技术。曾经面朝大海背朝矿堆的港口“蓝领”,如今变成了坐在中控室里监控生产画面、简单操作按钮和手柄的港口“白领”。只需轻点一键,卸船机抓斗便会如精灵般飞速往返于船舱及卸船料斗之间,综合接卸效率提高21.9%。

——首创全球领先的装船自动化技术。船舶作业换舱中,可实现装船作业“停料不停机”,每个舱口换舱可节约10余分钟,散货装船综合效率提高22.6%。

——首创全球领先的装车自动化技术。无需人工操作,装车机可自动完成装车作业,解决了跨空车作业难点,在有效降低操作人员劳动强度的同时,火车平均在港停时压缩20.8%。

——首创全球领先的清舱智能化技术,通过卸船机与清舱设备互锁,改变了传统人工下舱作业的工作状况,实现了清舱作业无人化、自动化、智能化。

——首创全球领先的四种物料自动混配技术,自主研发干散货高精度自动配料系统,并获得国家专利授权。通过高精度皮带秤、取料策略、PID多机协同控制、动态补偿等手段,有效实现取料过程中流量恒定,可自动实现四种物料的一次性混配,混配精度始终控制在0.2%的国际领先水平。

置身于全球首个全自动干散货专业化码头,于新国百感交集:“实现干散货专业化码头全自动化运行,在全球范围内尚属首例。由于整个流程过于繁琐复杂,干扰项多,开始并不被业界看好。”如今,曾嗤之以鼻的“行家”跑来拜师学艺,一些国外港口也纷纷主动前来寻求合作。

来自同行的肯定与赞叹,让“全系统、全流程、全自动”的全球首创干散货专业化码头控制技术更显珍贵!

与困难“掰手腕”

奋斗,让梦想照进现实

星光,从不负赶路人。

采访中记者发现,拿下这一世界首创重大技术创新成果的,竟是一群平均年龄只有30多岁、多数成员是“85后”“90后”的年轻科研人员。

攻坚路上,他们怀揣“决战决胜”的信心和“一鼓作气”的冲劲,不畏艰辛、百折不挠;他们敢于向“不可能”说不,敢于挑战世界级行业难题,解放思想,敢闯敢试;他们拿出“愚公移山”的恒心和“一以贯之”的韧劲,不达目的,决不罢休;他们如出鞘利剑般矢志不渝,久久为功,勇争一流。他们,用无悔的青春点亮了新一代港口科技工作者笃学敏思、锐意创新、科技报国的灯塔。

面对记者,他们最愿意提及的,不是自己,而是日夜并肩作战的“战友们”。

港口自动化建设的核心主要在模型算法的优化完善及数据采集上。而项目建设之初,这一切都是“零”。被大家称为“愚公”的于新国拿出了“移山”那股劲头,跑遍沿海9省17市港口,把能搜集的技术资料全部找来,一段段推敲、一字字揣摩,整理出了整整三大箱共计百余本学习笔记及千余份设计手稿,与大家第一时间分享学习。堆场内、卸船机上,大家同吃同住、边学边想。一心沉浸在研发攻坚上,孩子高中3年来,于新国一次都没有参加过家长会。

于新国“领头雁”的闯劲,也感染着这支由“80后”“90后”新鲜血液担当的年轻团队,从“零”开始,无畏无惧。

项目立项之初,于新国就给成员们每人发了床被子。“看看是不是这块料,就看这被子能不能用上。”于新国说。他没有看错这群年轻人身上那股子不畏难、不退缩的精气神,“项目完成时,我看春阳的被子都快成‘黑煤球’了。”

团队的拼,到了“忘我”的程度。每个人都在与时间赛跑,与困难“掰手腕”。卢聪是团队的高级程序员,39岁的他,有一个绰号叫“磐石”。由于主要负责十余个平台系统的开发与维护,自项目启动至今,已累计开发出近千个模块,高峰期更是平均每天调试程序近百次,累计提出的效率优化方案,多到无从统计。担任整个项目“机械师”角色的周思远,在攻坚船舶偏载智能检测系统整整7个昼夜后,枕着带来的馒头口粮睡去;负责堆取料机操作系统前端应用及调试的团队成员刘春阳,在现场一待就是30多个小时,成功解决自动取料边角控制问题;被大家称为“拼命熊猫”的栾文轩,在设备调试关键时期,坚守现场连续几周不回家;为了调试优化卸船机自动化一待就是一整天的宋辉辉;负责堆取料机及装车机项目的王招平,“连做梦都喃喃自语着‘堆取料机运转是否正常’的梦话”;团队成员王海洋,因需解决关键性技术研发难题,而无法远赴北京照顾生病的孩子……在技术攻坚的日子里,这样的故事几乎一直都在上演。

点滴星火,微光成炬。这支勇于创新、善于创新、干在实处、走在前列的技术团队,向世界交出了“百分”答卷:100%,实现自动堆取料作业及远程监控;100%,实现混配作业精度高、整体作业效率高、单吨耗电量低;100%,实现装船机与作业线的堆取料机、皮带机等设备全自动协同作业;100%,实现干散货自动装车、空车自动跨越……

接续奋斗创新路

领航全球港口“精、尖、深”

14日下午,走进“于新国创新工作室”,一张偌大的“挂图作战”表映入记者眼帘。作战表排得满满当当,内容是今年重点科技创新项目推进进度。记者看到,9个项目均已进入到总结分析阶段。

“今年,智能清仓设备研发技术的成功投用,是最让团队骄傲的事。”指着墙上的项目表,于新国有些兴奋地说。

事实上,深知“效率还可以再提高、技术还可以更先进、系统还可以更智能”的于新国创新团队,在干散货自动化控制技术“精”“尖”“深”上持续攻坚探索,“全球首创”榜单不断扩容:推出全球领先“流程线设备故障预控系统”技术,码头流程线设备技术状况实现全天候实时监控,设备的预防性维修更加及时精准,在减少巡检人员的同时,大幅提升设备本质安全水平。搭建“全自动散货无人机生产应用平台”,无人机代替人工,自动完成“盘货”“巡检”等任务,精准计算堆场货物体积和重量,让堆场盘点货垛的人工理货景象成为了历史。

头雁领航,雏雁齐飞。这支本来就很年轻的团队,还在不断充实着“新鲜血液”。在于新国和团队里几个“老大哥”的带动和帮助下,烟台港矿石公司的几十个“初出茅庐”的年轻小伙子们,自发组建了“红锋”青年创新创效基地,在“于新国创新工作室”导师带徒帮助下,研发出生产综合管控系统、大机CMS系统、小型PLC控制系统及纵向撕裂报警装置等多个创新成果,获得山东港口和烟台港科技创新等各类奖项40余项。星星之火,已成燎原之势。

如今,“于新国创新工作室”团队已拥有骨干成员25人,先后捧回山东省科学技术奖1项、中国港口协会科技成果奖7项、山东省交通行业职工创新创效科技成果奖1项、山东省职工创新创效竞赛省级决赛1项、山东省港口集团科技创新成果奖3项、山东省港口集团管理创新成果奖1项、烟台港科技成果奖34项。目前团队拥有专利20余项,发表科技论文20余篇;其中,专利“一种智能履带式船舱清舱机”全球领先、独一无二。今年,团队荣膺2021年山东省感动交通“十大年度人物”榜首,技术成果和工作业绩再次得到各界高度肯定。

记者当时离开山东港口烟台港时,夜幕已降临。“于新国创新工作室”的灯,依旧亮着……

眼下,山东港口烟台港正立足山东港口一体化发展平台,迈出加快建设世界一流海洋港口的铿锵步伐。处在山东港口全面融合发展新阶段的创新团队,始终保持着开拓者的志气、先行者的勇气、排头兵的锐气。在加快建设国际领先的智慧绿色港的新征程上,于新国创新团队将不忘初心使命,秉持归零心态,从“心”开始,从“新”出发,与山东港口广大科技工作者一起主动作为,接续创新,加倍奋斗,志在万里。

不断刷新着的山东港口烟台港“全球首创”榜单阵容,无疑是对于新国创新团队最好的褒奖。


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